Question

按照题目要求作图：
（1）请在图1画出动力F₁的力臂L₁及阻力F₂的示意图．

（2）如图2示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆上吊一重物，在力F的作用下杠杆在水平位置静止，L为F的力臂，请作出力F的示意图．
（3）如图3示，轻质杠杆AOB处于静止状态，作出作用在A点的最小力F和力臂L．

Answer 1

分析：（1）力臂是支点到力的作用线的距离，因此要先确定支点，然后判断力的方向，再过支点做出力的作用线的垂线，支点到力的作用线的距离，即为所求作的力臂．
（2）根据力臂的概念做出相关的力，并确定力的方向；力臂是从支点到力的作用线的距离．
（3）由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，根据图示确定最大动力臂，然后作出力与力臂．

解答：解：（1）已知支点为O，过点O作力F₁的垂线段L₁，阻力F₂的方向竖直向下．如图所示：
（2）做出力臂L的垂线，与杠杆相交于一点，即F的作用点，由于G使杠杆沿顺时针方向转动，所以F方向应使杠杆沿逆时针方向转动，如图所示：
（3）由图示可知，线段OA是最大的动力臂L，此时力F最小，过A点作线段OA的垂线即可作出动力F，力与力臂如图所示．

点评：此题既考查了力臂和力的画法，也考查了最小力的确定．根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．